Foshan'daki bir dönüştürücü firma, ayakkabı sayası üst kaplamasını su bazlıya geçirdikten on sekiz ay sonra bizi aradı. Sayalar giriş testlerinin tamamından geçmişti. Nemli bir depoda tek bir muson sezonu bekledikten sonra film gevrek hale gelmiş, burun kıvrımında çatlamış ve tek parça halinde soyulmuştu. Kazınan numunede GPC çalıştık. Sayı-ortalama molekül ağırlığı, saklanan varile kıyasla yaklaşık yüzde 40 düşmüştü. Bu bir proses hatası değil. Reçine seçiminin başlattığı işi PUD hidrolizinin bitirmesi.
Çoğu formülatör poliüretan dispersiyonunu sertlik, parlaklık ve fiyata göre seçer. Kaplamanın ikinci yılda hâlâ ne kadar iş gördüğünü yumuşak segment omurgası belirler; teknik föyde kimsenin itiraz etmediği satır da odur.
Bir poliüretan hidrolize uğradığında asıl bozulan ne olur
Su, yumuşak segmentteki ester karboniline saldırır. Polyester bazlı bir PUD, adipat bazlı poliol gibi bir diolden üretilir ve ester bağı tam olarak suyun parçaladığı bağdır. Tek bir kopma size bir hidroksil ucu ile bir karboksilik asit ucu bırakır. O asit artık kendi filminizin içinde oturur ve bir sonraki kopmayı katalizler. Otokataliz yüzünden hidroliz on dört ay boyunca sorunsuz görünür, sonra hızla çöker.
Zincir kopması görsel bir kusur olarak ortaya çıkmadan önce mekanik çöküş olarak kendini gösterir. Film önce uzamayı, sonra yapışmayı, en sonunda çapraz kesme testinin kesik kenarlarında kohezyonu kaybeder. Sertlik daha yüksek okunabilir; çünkü kısa zincirler paketlenip sertleşir, oysa kaplama aslında kötüleşmektedir.
Polieter omurgalarda yumuşak segmentte hidrolize uğrayacak karbonil yoktur. C–O–C zinciri sıcak nemde çözülüp açılmaz; polieter PUD'ların ıslak serviste özelliklerini korumasının nedeni budur. Bunların bozulma modu farklı ve daha yavaştır. Oksidasyon, eter oksijeninin yanındaki tersiyer karbondan başlar; itici güç ısı ve UV'dir. Film önce sararır, sonra gevrekleşir. Ayrıca polieter, aynı molekül ağırlığında polyestere göre doğası gereği daha hidrofiliktir; yani hiçbir bağ kopmasa bile su alımı daha yüksek olabilir.
Polikarbonat dioller ikisinin arasında durur. Karbonat bağında karbonil vardır ama sterik olarak korunmuştur ve alifatik estere göre çok daha az reaktiftir. Hidroliz hızları polieter seviyesine yaklaşırken mekanik profil polyestere benzer kalır. Fazla ödemenin tüm gerekçesi budur.
Üç omurga yan yana, sevk ettiğimiz tiplerle birlikte
| Yumuşak segment omurgası | Ne satın alıyorsunuz | İlk bozulan ne | Ürün yelpazemizdeki tipler |
|---|---|---|---|
| Polieter | Islak ve hidroliz dayanımı, düşük sıcaklıkta esneklik | Oksidatif sararma ve gevrekleşme; daha yüksek su alma | YT-X65 alifatik polieter kendinden mat, %30 ± 2 katı madde, 500 ila 1.000 mPa·s |
| Polyester | Çekme dayanımı, yaş yapışma, ısı direnci, fiyat | Sıcak nemde ester hidrolizi, kendi asidiyle otokatalizlenir | YT-X51 polyester kendinden mat, 240 °C pişirmeyi kaldırır; YT-6136 PVC mürekkebi için polyester alifatik, %35 ± 1 katı madde |
| Polikarbonat | Hidroliz ve solvent direnci, polyester benzeri mekanikle | Bütçe ve tedarik süresi, film değil | YT-617 2H kurşun kalem sertliği, su emme oranı %3'ün altında; YT-5137 daha yumuşak, YT-5140 orta sert |
Tüm poliüretan dispersiyon serimiz üç omurga tipini de kapsıyor. Tek bir omurga sınıfı içindeki mekanik dağılım, sınıflar arası fark kadar işe yarıyor. YT-5137 2,5 ila 3,5 MPa modül ve %700'ün üzerinde uzama sunuyor. YT-5140 aynı polikarbonat kimyası; 4 ila 6 MPa modül ve 40 MPa üzeri çekme dayanımı. Önce omurgayı, sonra sertliği seçiyorsunuz; tersi değil.
Hidroliz ömrünü nasıl test ediyoruz ve her test neyi gizliyor
Standart suya daldırma testi bu arızayı yakalamaz. ISO 2812-1, 23 °C'de 24 saat, kopma değil su alımını ölçer. Polikarbonat filmimiz bu sürede %3'ün altında su emer ve size on sekizinci ay hakkında yine hiçbir şey söylemez.
Hidrolizin kritik olduğu her işte şunları istiyoruz:
- 70 °C ve %100 bağıl nemde 500 saat, 168 saat değil, yaş ısı yaşlandırması. Sonrasında sadece görünümü değil, uzamayı ve çapraz kesim yapışmayı yeniden ölçün.
- Öncesi ve sonrası GPC ile molekül ağırlığı. Yüzde 15'in üzerinde bir düşüş, panel nasıl görünürse görünsün, sorunun ana zincirde olduğunu gösterir.
- Üç ve altıncı aylarda karboksil sayısı ya da ambalajın pH'ı. Yükselen asitlik, varilin içinde otokatalitik döngünün başladığını gösterir.
- ASTM D2243'e göre donma-çözülme, beş çevrim; çünkü Sibirya'yı geçen bir konteyner, emülsiyon bozulduğunda kendi hidroliz hızlandırıcısına dönüşür.
- Yaşlandırma sonrası, gerçek yüzey üzerinde yaş yapışma. Kohezyon ayakta kalırken arayüz önce gidebilir.
İlk testin sınırları konusunda dürüst olalım. Su emme ile hidroliz hızı zayıf korelasyon gösterir. Sıkı bir poliether film daha fazla su emip yoğun bir polyester filmden daha uzun ömürlü olabilir.
Polikarbonatın fiyatını nerede hak ettiği, nerede etmediği
Polikarbonat diol, adipat poliolün kilogram başına maliyetinden yüksektir. Dispersiyon da genellikle yüzde 30 katı maddeye oturur; polyester ise yüzde 40 ya da 45'e kadar çıkabilir. Katı madde bazında reçine maliyeti yükselir ve bunu artık aksini iddia etmeyi bırakıyoruz.
Üç yerde karşılığını veriyor. Alkol ve solvent silme dayanımında; burada YT-5137 bir aziridin çapraz bağlayıcıyla 80 silmenin ötesine geçiyor, tek başına ise 50'nin üzerinde kalıyor. Nem çevrimleri gören yaş temaslı üst kaplamalar ve yapıştırıcılarda; burada YT-617 teknik veri föyü değerleri yaş ısıdan sonra da geçerli. Bir de polyester filmde geç ortaya çıkan asit kaynaklı bulanıklığı kabul etmediğiniz her şeffaf sistemde.
Bir yıllık yaşam döngüsü olan parçada karşılığını vermiyor. Gerçek gereksinim PVC ve benzeri plastikleştirilmiş filme yapışma olduğunda da vermiyor. YT-6136 tam bu iş için geliştirilmiş bir polyester alifatik: mükemmel PVC yapışması ve yüksek parlaklık. Bu noktada hiçbir polikarbonat fiyatta onu geçemez. Isı direncinde de polyester hâlâ önde: YT-X51 240 °C pişirmeyi kaldırır; listemizdeki hiçbir poliether self-matting grade bunu atlatamaz.
Polyesterde tıkandığınızda kullanacağınız kollar
Maliyet baskısı çoğu müşteriyi polyesterde tutuyor; esteri yönetebiliyorsanız bu son derece yerinde bir karar. Bizim sırayla çektiğimiz dört kol var.
Bir karbodiimid ekleyin. YT-G30 PMA içinde %50 ± 2 katı maddeli polimerik bir karbodiimiddir. Reçinedeki karboksil gruplarıyla reaksiyona girer, yani iki işi birden yapar. Hem çapraz bağlar hem de ileri hidrolizi katalizleyen asit uç gruplarını ortadan kaldırır. Oda sıcaklığında yavaş reaksiyona girer; bu da tankta kullanılabilir bir açık kalma süresi sağlar, film kuruyup ısındıkça hızla çapraz bağlanır. Belirtilen işlevi kalıcı hidroliz ve ısı direncidir; aksi halde aziridine başvuracağınız yerde duyarlılaştırmayan güzergâhtır.
Çapraz bağ yoğunluğunu düzgün şekilde artırın. İki bileşenli alifatik izosiyanat, filme suyun çözüp dağıtmak yerine şişirmek zorunda kaldığı üç boyutlu bir ağ kazandırır. YT-6300 %20,5 ila 21,5 NCO içerir ve elle karıştırarak reçineye dağıtılır. Açık kalma süresi 3 ila 4 saat. YT-1102 5 ila 6 saatlik penceresi ve daha iyi sararma önlemesi olan iyonik olmayan versiyondur; beyaz deride bu önemlidir. Çapraz bağlayıcı karşılaştırması şurada: aziridin ile izosiyanat kürleme ajanları.
pH'ınıza dikkat edin. Ester kopması pH 9'un üzerinde hızla artar; nötrleştirici doz aşımı, varilden üç aylık bir arıza satın almanın yaygın bir yoludur. Anyonik dispersiyonları 7,5 ila 8,5 arasında tutuyoruz ve bir ay sonra yeniden kontrol ediyoruz.
Ardından kullanım ömrünü en zayıf arayüz etrafında tasarlayın. Sıcak-nemli laminasyonda yapıştırıcı hattı kaplamadan önce kopar ve arıza, üst kaplama sorunuyla birebir aynı görünür. Su bazlı PU yapıştırıcılar kompozit ve ayakkabı laminasyonunda aynı yaş-sıcak protokolünü hak ediyor. Bu ürün ailesindeki su direnci arıza modlarını şurada yazdık: su bazlı PU yapıştırıcılar neden su direncini kaybeder.
Formülatörlerin bize sorduğu sorular
Polieter omurga kullandığımda hidroliz sorunum olmaz mı?
Bir arıza modunu başka bir arıza moduyla değiştirmiş olursunuz. Polieter yumuşak segmentler yaş sıcakta parçalanmaz, molekül ağırlığı korunur. Bunun yerine oksidasyon devreye girer. Eter alfa-karbonu ısı ve UV altında yavaşça bozunur, film sararır ve aylar değil yıllar içinde sertleşir. Ayrıca polieter, eşit molekül ağırlığında daha fazla su emer. Bir YT-X65 tipi ürün 24 saatlik daldırmada daha kötü görünebilir ama nemli servis için yine de doğru tercih olabilir. İki sayıyı ayrı ayrı değerlendirin.
Sahada hidroliz olmaya başlamış bir polyester kaplamayı kurtarabilir miyim?
Hayır. Zincir kopması geri dönmez ve filmdeki asit çalışmaya devam eder. Bozunmuş bir filmin üzerine kaplama yapmak sorunu arayüzünüze taşır, çünkü zayıf katman hâlâ altta durur. Dürüst seçenekler: söküp yeniden kaplamak ya da parçayı hurda kabul edip bir sonraki siparişte omurgayı veya çapraz bağlayıcıyı değiştirmek. Yeni bir partiye eklenen karbodiimid o partiyi korur. Kürlenmiş bir polyester filme hiçbir şey yapmaz.
Yaş temaslı laminasyon yapıştırıcısı hangi omurgayı kullanmalı?
Polieter veya polikarbonat; ikisi için de fiyat veririz. Polyester sıcak aktivasyonlu ayakkabı yapıştırıcıları hatta mükemmel, muson sonrası vasattır. Parçanın 70 °C ve tam nemde yüzlerce saat dayanması gerekiyorsa, para yumuşak segmente gider. Yaşlandırma protokolünü bize gönderin, omurganın sizin parçanızda fiyat farkına değip değmeyeceğini söyleyelim.
Uygulama laboratuvarımıza sorun Belirli bir ürün grubunda hattı bağlamadan önce ıslak-sıcak eğrisine bakın.
